Dit is niet “een duplicaat van” Waarom bevroor mijn vloeibare frisdrank toen ik hem uit de koelkast? “. Mijn vraag is waarom frisdrank bevroor nadat het werd geopend. Het openen van een blikje of fles lijkt een groter effect te hebben dan alleen maar verdringen.
Is het vanwege de storing die wordt opgemerkt in de vorige vraag? Is het gerelateerd aan de drukafname? Is het vanwege het vrijkomen van wat CO2 bij het openen?
Antwoord
Het is geen storing, de vloeistof is in dit geval niet onderkoeld. Het is echter ongeveer 0 graden.
Het is niet direct de drukval, want je kunt geef een bovengrens schatting van hoeveel koeling de drukval direct doet op basis van de waarneming dat de druk niet meer is dan enkele atmosfeer. Dat betekent dat de ruimte waarin het gas in de fles zit vermenigvuldigd wordt met een factor van, zeg 10 (dat “is te groot), en (kT keer) de entropiewinst per atoom is
$ kT \ Delt a S = kT log (10) $
en kT is 1/30 eV, dus je krijgt hoogstens 1/10 eV per gasatoom. De dichtheid van gas bovenop is 1/300 van de dichtheid van water, en de maximale totale koeling door het uitzetten van dat gas is verwaarloosbaar per vloeistofatoom. Er is geen noemenswaardige koeling en verwarming bij het comprimeren van een vloeistof, aangezien er in wezen geen werk wordt verricht in het proces, dus de drukval doet niets met de vloeistof.
Maar de drukval maakt de soda oververzadigd met betrekking tot zijn opgeloste CO 2 , en deze CO 2 ontgassing van een vloeibare toestand naar een gasvormige toestand, en dit is een enorme winst in entropie. Door het opgeloste CO 2 in bellen te ontgassen, krijgt elk CO 2 -atoom een 300-voudige toename van het beschikbare volume om rond te zwerven, en dit kan de vloeistof afkoelen met
$ kT log (300) \ approx {1 \ over 4} eV $
Je krijgt dus $ 0,25 eV $ per vrijgekomen CO 2 -molecuul, wat vergelijkbaar is aan de bindingsenergie van een watermolecuul. Dus elke uitgegaste CO 2 bevriest bestelling 1 H 2 O, en dit bevriest een netwerk van filamenten van water rond de uitgegaste bellen, waardoor een smeltende sneeuw ontstaat.
Opmerkingen
- " Er is geen noemenswaardige koeling en verwarming bij het comprimeren van een vloeistof, aangezien er in wezen geen werk in het proces wordt gedaan " Ik ' begrijp dit stukje niet – het vergt toch veel werk om een vloeistof te comprimeren?
- de definitie van een vloeistof is dat het (in alle opzichten) onsamendrukbaar is. Als gevolg hiervan kunt u druk uitoefenen of aflaten op een vloeistof en heeft dit geen invloed, dus er wordt geen werk verzet.
Antwoord
Farenheit heeft zijn thermometer zo gekalibreerd dat 0 graden het vriespunt van zout water is. Zoet water bevriest bij 32F. Water met daarin opgelost spul bevriest bij een lagere temperatuur dan water met minder spul dat erin is opgelost.
Een andere hypothese waarom frisdrank bevriest na het openen is dat wanneer je het opent, er wat CO2 uitgassen en minder CO2 wordt opgelost in het water. Dit verhoogt de temperatuur waarbij de soda bevriest.
Het is mogelijk dat de soda is afgekoeld tot 27F, en dat het vriespunt van soda met veel CO2 25F is, zodat het vloeibaar blijft. Wanneer je hem opent, ontsnapt genoeg CO2 om het vriespunt te veranderen naar 30F en bevriest een deel van de soda.
Een test zou zijn om te zien of de soda kouder of warmer wordt wanneer deze wordt geopend. In het bovenstaande voorbeeld zou de frisdrank opwarmen van 27F tot 30F wanneer deze wordt geopend. Ik vermoed dat een frisdrank die bij het openen bevriest, iets warmer wordt, maar dat een frisdrank die bij het openen niet bevriest iets koeler wordt – zo licht dat ik betwijfel of ik het kan meten.
Opmerkingen
- De nul van de Fahrenheit-schaal is een mengsel van ijs, water en ammoniumchloride in een verhouding van 1: 1: 1, geen zeewater.
Antwoord
dit is heel eenvoudig. wanneer een gas druk verliest, koelt het af. wanneer de bovenkant wordt verwijderd, komt een koolzuurhoudend drankgas vrij dat uitzet en de vloeistof voldoende afkoelt om te bevriezen. open een tijdje de klep van een duikfles. de lucht die eruit komt zal koud zijn, hij zet uit. dezelfde tank wordt tijdens het vullen erg heet. daarom worden ze tijdens het vullen in watertanks geplaatst.
Antwoord
Het is vanwege de Ideale Gaswet, PV = nRT. De frisdrank is in evenwicht in de verzegelde fles of blik. Maar als je het opent, wordt dat evenwicht verstoord. De druk wordt verlaagd zodat de temperatuur ook afneemt.